Grundlagen aus dem Bereich Maschinenbau

Was wissen Sie über Lagergehäuse?

Mit diesem Artikel möchte ich Ihnen ein paar Grundlagen rund um Lagergehäuse vermitteln. Ich erkläre Ihnen was Lagergehäuse sind (eine kurze Erklärung zu Lagergehäusen finden Sie ebenfalls hier) und in welchen Bereichen des Maschinenbaus Sie Anwendung finden und für welche Arten von Wälzlagern und Rollenlagern man Lagergehäuse wie verwendet. Sie erfahren außerdem, wann und in welchen Einsatz-Szenarien Probleme mit Lagergehäusen auftreten und wie die Zukunft dieser Gehäuse für Wälz- und Rollenlager hinsichtlich der Verwendung moderner Werkstoffe etc. aussieht.

Was sind Lagergehäuse?

In den allermeisten Fällen werden Wälz- wie auch Gleitlager direkt in einem größeren Gehäuse (z. B. Getriebe oder Motor) integriert. In manchen Fällen ist das jedoch nicht sinnvoll oder machbar, zum Beispiel bei landwirtschaftlichen Geräten, Baumaschinen, Schienenfahrzeugen oder im Sondermaschinenbau. Hier, wenn beispielsweise eine lange Welle nur abgestützt, also gelagert werden muss, bietet es sich oft an, eine Einheit aus Lager und Gehäuse einzusetzen.

Genormt nach DIN oder EN sind diese Bauteile nicht; es gibt aber eine Vielzahl von lieferbaren „Standard“- Bauteilen, oft ist also keine Neukonstruktion nötig.

Es gibt 3 übliche Bauformen:

• Stehlager
• Flanschlager, mit 2 bis 4 Befestigungslöchern
• Spannlager

Als Werkstoff für die Gehäuse werden in der Regel Grauguss eingesetzt; aber es gibt auch Alternativen (z. B. Stahl- oder Aluminiumguss). Zum Teil sind in den Gehäusen bereits Bohrungen für die Nachschmierung vorgesehen. Meist werden diese Lagergehäuse auch mit einer (integrierten) Abdichtung angeboten, oder es besteht die Möglichkeit des Einbaus von Wellendichtringen.

Wie bei den Spannlagern ist die Außenfläche des Lagers oft ballig ausgeführt, und die Innenfläche des Gehäuses ist entsprechend ausgearbeitet. Durch eine gewisse Winkelverstellbarkeit können Fluchtungsfehler ausgeglichen werden.
 

In welchen Bereichen werden Sie angewendet und für welche Arten von Wälz- und Rollenlagern?

Neben den erwähnten Einsatzbereichen in der Agrar- und Baumaschinenindustrie gibt es noch zahlreiche weitere Einsatzgebiete, in denen sich diese Bauformen bewährt haben:

• Bandanlagen, Förderbänder
• Drehrohröfen
• Papiermaschinen, Druckmaschinen, Zementindustrie
• Rohrmühlen, Trommeln
• Konverter, Metallverhüttung
• Schienenfahrzeuge (sog. Radsatzlager)
• Lüfter, Ventilatoren, Klimaanlagen
• Kräne, Aufzüge, Seilzüge
• Berg- und Tagebau

Meist werden Tonnen- Pendelrollen- oder Pendelkugellager eingesetzt, denn diese können bereits bauartbedingt Fluchtungsfehler ausgleichen.

Oft werden diese Einheiten als Loslager eingesetzt; durch das Einlegen von Festringen können diese dann zu Festlagern umgerüstet werden.

Wo gibt es Probleme?

Die Abmessungen des Lagergehäuses (Innendurchmesser) müssen selbstverständlich genau auf die des Lagers (Außendurchmesser) abgestimmt sein. Ebenso müssen zum Beispiel die Steifigkeit bzw. Tragfähigkeit sowie die Schwingungsfestigkeit zum Einsatzfall passen. Bei Kaufteilen sind diese Eigenschaften gewährleistet; bei Eigenkonstruktionen muss besondere Aufmerksamkeit auf diese Parameter gerichtet werden.

Oft sind diese Lager besonderen Staub- oder Schmutzbelastungen ausgesetzt; daher muss eine entsprechend wirksame Abdichtung gewährleistet sein. Das Gleiche gilt für Witterungseinflüsse (Regen, Frost).

In manchen Einsatzbereichen ist eine effektive Wärmeabfuhr ebenfalls bedeutsam; das kann besonderen Aufwand bedeuten, wenn die Umgebung erheblich wärmer als RT ist (zum Beispiel bei Konvertern oder Drehrohröfen).

Wie sieht die Zukunft aus? Gibt es Innovationen oder neue Anwendungsgebiete?

Obwohl sich diese Produkte seit vielen Jahren bewährt haben, gibt es immer noch Potential für Weiterentwicklungen. Hier einige aktuelle Beispiele:

• Qualitativ bessere Werkstoffe: Diese erhöhen die Festigkeit sowie die Wärmeabfuhr des Gehäuses; alternativ kann am Materialeinsatz gespart werden (Kostenreduktion).
• Optimierte Lastverteilungen im Lagergehäuse, dadurch noch bessere Zeitstandfestigkeit.
• Lagereinheiten mit integrierten Sensoren (Drehzahl, Temperatur, RFID (mehr über Radio-Frequenz Identifikation) und vieles mehr).
• Reduzierung der Schmiermittelmenge bzw. des –Verbrauchs, dadurch Reduzierung der Umweltbelastung.

Wie die Entwicklung von Großlagern für Windräder zeigt, können auch heutzutage noch völlig neue Geschäftsbereiche entstehen und überproportional wachsen, und diese Entwicklung ist noch längt nicht abgeschlossen. Gerade der Bereich der erneuerbaren Energien wird sicher noch für manch eine Überraschung sorgen.

Neue Generationen von Maschinen mit höheren Anforderungen (schneller, genauer) erfordern auch Weiterentwicklungen in der Wälzlagertechnik. Das Ende der Lager- und Gehäuseentwicklung ist somit noch immer nicht abzusehen; gerade im Bereich der integrierten Sensorik ist gerade der Anfang gemacht worden. Und auch der Umweltschutz wird in Zukunft in diesem Gebiet eine immer größere Rolle spielen.

Wie finde ich Lieferanten für Lagergehäuse?

Ein guter Startpunkt für Ihre Recherche nach Lieferanten für Lagergehäuse finden Sie hier.

Bildnachweis: https://www.flickr.com/photos/ldt-lagertechnik-dichtungstechnik/